本发明专利技术公开了一种采用高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法，包括下列步骤：①将高分子量聚烯烃进行浸泡处理，②浸泡处理后的高分子量聚烯烃与热塑性树脂、助剂等材料混合制备共混母料；③将所得共混母料制成薄膜材料；④将薄膜材料进行萃取处理，得到多孔薄膜；所得多孔薄膜具有力学强度高、空隙率大、孔径尺寸均一、离子渗透率高、介电性能优异等特点，可用作锂离子电池隔膜且具有更好安全性，所述方法工艺简单，条件易控，适于机械化规模化的生产，成本低而效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜
，特别涉及一种高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法， 还涉及采用该方法得到的多孔薄膜以及该多孔薄膜的应用。
技术介绍
锂离子电池在生产、使用过程中，为了避免电池正负极短路而产生电池爆炸，中间必须要使用一种多孔的薄膜材料作为隔膜，该隔膜能给为电池中的锂离子提供离子通道， 提高锂离子电池的循环充放电时间，同时可提高锂离子电池的比容量，并起到保护锂离子电池安全使用的作用，其性能决定了电池的界面结构和内阻。用于电池的隔膜材料需有优异的机械强度，耐电解液腐蚀、低电阻及合适的自闭温度等特性。目前锂电池多孔隔膜材料的制造方法按成微孔的机理不同，主要有干法、湿法两种工艺。干法即为熔融拉伸法，是将聚烯烃树脂熔融、挤压吹制成β成核的结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后得到高度取向的多层结构，多层结构的膜材再经单向拉伸或者双轴向拉伸，将结晶界面进行剥离，从而成孔。该方法虽然较为简单，但对生产设备精度及工艺条件的要求极为苛刻，不适合低成本、连续化的大规模生产，同时多孔薄膜的孔型结构不好，一般为细长的空穴，孔径分布较为混乱，孔隙率不易控制，膜材闭孔温度较高，影响锂离子电池的低温使用安全性。湿法即为热致相分类法，将烃类液体或低分子量物质与聚烯烃树脂熔融混合，将加热融化后的熔融物铺在薄片上，再以纵向或双轴向对薄皮作取向处理，最后用易挥发的溶剂将膜材中的溶剂抽提成孔。这种方法工艺较为复杂，成本较高，制备采用的聚乙烯原料的重均分子量为一般为10 20万g/mol，分子量分布为25 40，由于分子量较小，同时分子量的分布较宽，制备的多孔薄膜其孔的分布、孔型结构较差，力学性能、高温穿刺强度较低，不能满足动力锂离子电池的使用要求，同时该种方法制备的多孔薄膜材料熔断温度较低，对电池的高温使用安全性有一定的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服上述缺陷，提供一种采用高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法，工艺简单，条件易控，适于机械化规模化的生产且生产成本低而效率高，产品性能优异。为达到该目的，本专利技术首先提供了一种采用高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法，包括如下步骤①用非极性溶剂对高分子量聚烯烃进行浸泡处理；②取浸泡处理后的高分子量聚烯烃在电池隔膜中可接受的助剂混合，通过混炼或挤出造粒的方法形成共混母料；③将所得共混母料制成铸片后，拉伸，形成薄膜材料；④用非极性溶剂对所述薄膜材料进行萃取处理，去除薄膜材料上附着的溶剂，得多孔薄膜。 所述助剂可以是抗氧剂、抗粘剂、抗静电剂、填料等常规的能够用于电池隔膜的材料，助剂重量不超过共混母料总重量的5%，一般为2%-5%。优选的，所述高分子量聚烯烃的重均分子量为30 300万g/mol，分子量的分布 (Mw/Mn)为10 25 ；优选的，所述高分子量聚烯烃材料包括聚丙烯、聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、丙烯辛烯共聚物或乙烯丙烯共聚物中的至少一种；优选的，步骤①中高分子量聚烯烃与非极性溶剂的重量比为2/广9/1 ； 优选的，步骤①和步骤④中所述非极性溶剂包括二甲苯、石蜡油、正庚烷、白矿油或已烷中的至少一种；优选的，浸泡处理的温度为50 140°C，时间为6 24h ；优选的，所述薄膜材料的厚度为15 45um ；萃取时间为2 lOmin，萃取温度为2(T50°C ； 优选的，步骤③中双向拉伸所得共混母料形成薄膜材料，纵向拉伸温度8(T12(TC，纵向拉伸比为2飞倍，横向拉伸温度10(Tl5(rC，横向拉伸比为4飞倍。本专利技术的目的之二在于提供一种多孔薄膜，具有力学强度高、高温穿刺强度高、闭孔温度较低(一般为130°C左右)、熔断温度较高(一般为165°C左右)、孔隙率好、孔径尺寸均勻、离子渗透率好、介电性能优异等特点。为实现该目的，本专利技术提供了一种采用高分子量聚烯烃制备的多孔薄膜，是通过本专利技术的方法得到。本专利技术的目的之三在于提供所述多孔薄膜的应用，在于将所述多孔薄膜作为隔膜应用于锂离子电池，包括动力锂离子电池。实施例结果显示，该多孔薄膜应用于锂离子电池，具有优异的热关闭特性、抗穿刺强度及热尺寸稳定性，有效提高电池的使用安全。本专利技术的有益效果在于该采用高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法具有工艺简单、条件易控、生产成本低而效率高的优点，产品性能优异，能够实现低成本、机械化、规模化和连续化生产；采用该方法得到的多孔薄膜其力学强度高、高温穿刺强度高、热关闭特性及热尺寸稳定性好、熔断温度较高、孔隙率好、孔径分布均勻(孔径分布差可达到0. Olum 左右)、离子渗透率好、介电性能优异，能够作为锂离子电池的隔膜，有效提高电池的使用安全，极具应用前景以及经济效益。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术的目的、技术方案及优点做进一步说明，应当理解，具体实施方式仅用于说明本专利技术而非限制。原料各种聚烯烃购自巴斯夫公司； 抗粘剂ABPP05购自舒尔曼公司；抗粘剂1010 (学名四季戊四醇酯)购自CIBA公司；非极性溶剂均为分析纯，购自南京凯达化工有限公司和广州市虹华化工有限公司。一、制备多孔薄膜实施例1 ①取重均分子量50万g/mol，分子量分布(Mw/Mn)10的高分子量聚烯烃A与重均分子量200万g/mol，分子量分布20的高分子量聚烯烃B按2 :1的重量比混合，得高分子量聚烯烃原料，再按重量份取非极性溶剂白矿油1份于50°C温度浸泡9份高分子量聚烯烃原料 6h ；②按重量份取100份浸泡处理后的高分子量聚烯烃与1份抗粘剂ABPP05和1份抗氧剂1010混合，在单螺杆挤出设备，于230°C挤出温度下混炼，制备共混母料；③在流延膜机组上，于25°C铸片温度条件下，采用双向拉伸工艺拉伸母料，具体是先于 80°C纵向拉伸2倍，再于150°C横向拉伸4倍，得厚度为45um的薄膜材料；④用非极性溶剂正庚烷于20°C温度下萃取处理5min，去除薄膜材料上附着的溶剂后， 得所需多孔薄膜。实施例2重复实施例1的操作，区别在于步骤①中，高分子量聚烯烃原料仅为聚烯烃A，非极性溶剂为白矿油与石蜡油按1 :1的重量比混合，非极性溶剂与高分子量聚烯烃原料的重量比为1 :4，浸泡温度为70°C，浸泡时间为IOh ；步骤②中，是按重量份取100份浸泡处理后的高分子量聚烯烃1份抗粘剂ABPP05 和2份抗氧剂1010混合，通过双螺杆挤出机混炼制备共混母料；步骤③中，纵向拉伸温度为90°C，纵向拉伸比3倍，横向拉伸温度为150°C，横向拉伸比5倍，所得薄膜材料厚度为 40um ；步骤④中，非极性溶剂为二甲苯，萃取温度为30°C，萃取时间为5min。实施例3重复实施例1的操作，区别在于步骤①中，高分子量聚烯烃原料中，聚烯烃A与聚烯烃B的重量比为7 :1，非极性溶剂为二甲苯与石蜡油按1 :1的重量比混合，非极性溶剂与高分子量聚烯烃原料的重量比为1 4，浸泡温度为90°C，浸泡时间为14h ；步骤②中，是按重量份取100份浸泡处理后的高分子量聚烯烃2份抗粘剂ABPP05和1份抗氧剂1010混合，通过密炼机混炼形成共混母料；步骤 ③中，纵向拉伸温度为100°C，纵向拉伸比4倍，横向拉伸温度为150°C，横向拉伸比6倍，所得薄膜材料厚度为33um ；步骤④中，非极性溶剂为二甲苯与己烷按1 :1的体积比形成的混合物，萃取温度为40°C，萃取时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．采用高分子量聚烯烃制备多孔薄膜的方法，其特征在于：包括下列步骤：①用非极性溶剂对高分子量聚烯烃进行浸泡处理；②取浸泡处理后的高分子量聚烯烃在电池隔膜中可接受的助剂混合，通过混炼或挤出造粒的方法形成共混母料；③将所得共混母料制成铸片后，拉伸，形成薄膜材料；④用非极性溶剂对所述薄膜材料进行萃取处理，去除薄膜材料上附着的溶剂，得多孔薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈勇，
申请(专利权)人：沈勇，
类型：发明
国别省市：51
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